Cyp450基因型别数据库及基因分型、酶活性鉴定方法

文档序号:6357254阅读:2840来源:国知局
专利名称:Cyp450基因型别数据库及基因分型、酶活性鉴定方法
技术领域
本发明涉及基因检测领域,特别涉及一种CYP450的标准基因型别数据库,以及CYP450基因分型方法、酶活性鉴定方法。
背景技术
细胞色素P450简称CYP450,目前已经从人体中鉴定出了 57种CYP450氧化酶,其中参与药物代谢主要集中于CYP1、CYP2及CYP3家族,参与代谢目前90%以上的药物。CYP450在药物代谢中的重要作用导致CYP450基因多态性成为影响药物个体差异的最重要因素之一,其多态性包括点突变、插入或缺失、整个基因的缺失或复制,最终导致酶的活性增强、减弱或完全缺失。CYP450多态性可导致在标准的药物剂量下可能产生个体严重的副反应或不起作用。比如,华法林(warfarin)作为目前的一线口服抗凝药,其预防和治疗血栓栓塞的作用效果和口服给药的便利性和经济性是显而易见的,但是华法林治疗窗口很窄,且给药各个体差异和种族差异很大,要达到同样的作用效果,高低剂量可相差10倍以上。研究表明,这与个体间的CYP2C9的基因多态性密切相关。再如,广泛用于治疗乳腺癌和卵巢癌的他莫昔芬(tamoxifen)需要经过一系列的CYP450酶类代谢,才最终形成有活性的产物发挥治疗效果,其中CYP2D6的基因型是影响他莫昔芬疗效的主要限制因素,其缺陷型可导致无病生存期变短,而CYP2D6强代谢型只需要较小剂量的他莫昔芬即可达到同样的效果。越来越多的研究显示,CYP450基因除了影响药物代谢外,其基因多态性与许多疾病的发生紧密相关。在先天性肾上腺皮质增生症中,CYP21B基因缺陷占病因90% -95%左右,CYPlIBl基因突变约占5%,CYP17A1、CYP11A1的缺陷型突变也可导致此疾病的发生。CYP450在代谢以及疾病发生中的重要作用,使得CYP450基因多态性的检测具有非常重要的社会意义和研究价值。

但是,目前对于CYP450突变检测的技术主要集中于单个或几个P450基因的已知突变;并且,各研究中的突变位点都是相对各自特定的序列而言的,彼此之间缺乏统一衡量比较的标准。另外,现有的CYP450检测方法对CYP450基因中仍然存在的未知突变位点检测效率不高;需要对大量样本进行检测时,耗时长,不能很好的满足研究和实践应用的需要。

发明内容
本发明的目的是提供一种CYP450基因型别的标准数据库及其构建方法,以及基于该数据库的快速检测CYP450基因型的方法和CYP450酶活性鉴定方法。为实现上述目的,本发明采用了以下技术方案:本发明公开了一种构建CYP450基因标准型别数据库的方法,包括以下步骤:将CYP450基因型别的突变信息对应的特定序列与人类全基因组标准序列进行比对,获得CYP450特定序列与人类全基因组标准序列在每个碱基位置上的对应关系;根据所获得的对应关系,将CYP450基因型转换成以人类全基因组标准序列为参考序列的基因型,获得CYP450基因的标准化基因型别。优选的,CYP450基因包括选自 CYP11A1、CYPlIBU CYP11B2、CYP17A1、CYPlAUCYP1A2、CYPlBU CYP20A1、CYP21A2、CYP24A1、CYP26A1、CYP26B1、CYP26C1、CYP27A1、CYP27B1、CYP27C1、CYP2A13、CYP2A6、CYP2A7、CYP2B6、CYP2C18、CYP2C19、CYP2C8、CYP2C9、CYP2D6、CYP2E1、CYP2F1、CYP2J2, CYP2R1、CYP2S1、CYP2U1、CYP2WU CYP39A1、CYP3A4、CYP3A43、CYP3A5、CYP3A7、CYP46A1、CYP4A11、CYP4A22、CYP4B1、CYP4F11、CYP4F12、CYP4F2、CYP4F22、CYP4F3、CYP4F8、CYP4V2、CYP4X1、CYP4Z1、CYP51A1、CYP5A1、CYP7A1、CYP7B1、CYP8A1、CYP8B1、POR等58个人类CYP450基因的至少一种;进一步的,还包括步骤,将CYP450基因定位于人类全基因组标准序列上,确定CYP450基因编码序列的起始位置和终止位置,获得CYP450基因型别突变信息对应的特定序列;优选的,所述CYP450基因型别突变信息对应的特定序列包含CYP450基因编码序列的起始位置上游5000bp至编码序列终止位置下游500bp区域的DNA片段;优选的,所述人类全基因组标准序列为hgl9。本发明另一方面,还公开了采用本发明的方法构建的CYP450基因标准型别数据库。优选的,CYP450基因型别标准数据库中,CYP450基因的各标准化基因型别对应有酶活性信息;CYP450基因包括以下58个人类CYP450基因的至少一种。表I人类CYP450基因
权利要求
1.一种构建CYP450基因标准型别数据库的方法,其特征在于,包括以下步骤: 将CYP450基因型别的突变信息对应的特定序列与人类全基因组标准序列进行比对,获得CYP450特定序列与人类全基因组标准序列在每个喊基位置上的对应关系; 根据所述的对应关系,将CYP450基因型别转换成以人类全基因组标准序列为参考序列的基因型,获得CYP450基因的标准化基因型别; 其中,任选地,所述 CYP450 基因包括选自 CYPl IAl、CYPl IBl、CYPl 1B2、CYP17A1、CYP1A1、CYP1A2、CYP1B1、CYP20A1、CYP21A2、CYP24A1、CYP26A1、CYP26B1、CYP26C1、CYP27A1、CYP27B1、CYP27C1、CYP2A13、CYP2A6、CYP2A7、CYP2B6、CYP2C18、CYP2C19、CYP2C8、CYP2C9、CYP2D6、CYP2E1、CYP2F1、CYP2J2、CYP2R1、CYP2S 1、CYP2U1、CYP2W1、CYP39A1、CYP3A4、CYP3A43、CYP3A5、CYP3A7、CYP46A1、CYP4A11、CYP4A22、CYP4B1、CYP4F11、CYP4F12、CYP4F2、CYP4F22、CYP4F3、CYP4F8、CYP4V2、CYP4X1、CYP4Z1、CYP51A1、CYP5A1、CYP7A1、CYP7B1、CYP8A1、CYP8B1、POR等58个人类CYP450基因的至少一种; 任选地,进一步包括步骤,定位CYP450基因于人类全基因组标准序列上,确定CYP450基因编码序列的起始位置 和终止位置,获得CYP450基因型别突变信息对应的特定序列; 任选地,所述CYP450基因型别突变信息对应的特定序列包含CYP450基因编码序列的起始位置上游5000bp至编码序列终止位置下游的500bp区域; 任选地,所述人类全基因组标准序列为hgl9。
2.—种CYP450基因标准型别数据库,其特征在于,所述数据库采用权利要求1所述的方法构建。
3.根据权利要求2所述的CYP450基因型别标准数据库,其特征在于:所述CYP450基因型别标准数据库中,CYP450基因的各标准化基因型别对应有酶活性信息; 任选地,所述 CYP450 基因包括选自 CYP11A1、CYPlIBU CYP11B2、CYP17A1、CYPlAUCYP1A2、CYPlBU CYP20A1、CYP21A2、CYP24A1、CYP26A1、CYP26B1、CYP26C1、CYP27A1、CYP27B1、CYP27C1、CYP2A13、CYP2A6、CYP2A7、CYP2B6、CYP2C18、CYP2C19、CYP2C8、CYP2C9、CYP2D6、CYP2E1、CYP2F1、CYP2J2, CYP2R1、CYP2S1、CYP2U1、CYP2WU CYP39A1、CYP3A4、CYP3A43、CYP3A5、CYP3A7、CYP46A1、CYP4A11、CYP4A22、CYP4B1、CYP4F11、CYP4F12、CYP4F2、CYP4F22、CYP4F3、CYP4F8、CYP4V2、CYP4X1、CYP4Z1、CYP51A1、CYP5A1、CYP7A1、CYP7B1、CYP8A1、CYP8B1、POR 基因的至少一种。
4.一种CYP450基因分型的方法,所述方法包括:获取待测样本CYP450基因的外显子序列,采用高通量测序平台测序并进行数据分析,将分析结果与权利要求2所述的CYP450基因标准型别数据库进行比较,从而得到待测样本的基因型别。
5.一种CYP450酶活性鉴定方法,所述方法包括:获取待测样本CYP450基因的外显子序列,采用高通量测序平台测序并进行数据分析,将分析结果与权利3所述的CYP450基因标准型别数据库进行比较,得到待测样本的基因型别,并根据基因型别对应的酶活信息获得待测样本的CYP450酶活性结果。
6.根据权利要求4或5所述的方法,其特征在于:所述获取待测样本CYP450基因外显子序列的过程包括: A、制备能够捕获CYP450基因外显子序列的芯片,所述芯片上含有与CYP450基因外显子序列反向互补的寡核苷酸探针;B、用待测样本的基因组DNA制备序列捕获文库,包括将待测样本基因组DNA打断为200 500bp大小的片段,进行末端处理后扩增得到序列捕获文库; C、将步骤B制备得到的序列捕获文库与步骤A的芯片杂交,从而获取得到待测样本的CYP450基因外显子文库。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于:所述步骤A中,所述芯片含有能分别与58个人类CYP450基因的所有外显子序列反向互补的寡核苷酸探针,寡核苷酸探针的长度为55_105bp ; 所述步骤B中,待测样本基因组DNA打断为200 300bp大小的片段。
8.根据权利要求6所述的方法,其特征在于:所述步骤B中,末端处理包括进行末端修复形成平末端磷酸化的DNA片段,并在平末端DNA的3’末端加上“A”碱基,并进一步连接标签。
9.根据权利要求6所述的方法,其特征在于:所述步骤C中,杂交之前将来自多个不同待测样本的序列捕获文库混合后再同时与步骤A的芯片杂交,每个文库带有不同的Index碱基序列而相互区别,所述Index碱基序列长度优选为6 8bp。
10.根据权利要求4或5所述的方法,其特征在于:所述测序后的数据分析包括 i、过滤去掉影响信 息分析的低质量测序序列,ii.以人类全基因组标准序列为参考序列,将步骤i得到的序列用比对软件进行比对,比对软件优选用SOAP或BWA ; ii1、选取比对到目标区域的序列进行后续分析,所述目标区域是指CYP450基因外显子序列所在区域; iv、数据质控合格后进行变异分析,所述变异分析包括检测以下中的至少一种:单核苷酸多态性SNP、插入和删除INDEL、结构性变异SV、拷贝数变异CNV。
全文摘要
本发明公开了一种构建CYP450基因标准型别数据库的方法,包括先将CYP450基因型别的突变信息对应的特定序列与人类全基因组标准序列进行比对,获得其与人类全基因组标准序列的对应关系;然后根据所述对应关系,将CYP450基因型转换成以人类全基因组标准序列为参考序列的基因型。本发明还公开了一种由上述方法构建的数据库,以及,基于该数据库的CYP450基因分型和酶活性鉴定方法。本发明的数据库方便了CYP450的研究,基因分型方法为CYP450基因分型提供了统一的标准,为疾病或药物等提供更精确的判断依据;能够有效的对CYP450基因中未知突变位点进行检测;可实现同时检测多达上百个样本;覆盖范围全面广泛。
文档编号G06F19/22GK103198236SQ20121000297
公开日2013年7月10日 申请日期2012年1月6日 优先权日2012年1月6日
发明者刘晓, 徐怀前, 张伟, 苏政, 王冠 申请人:深圳华大基因科技有限公司, 深圳华大基因研究院
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